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trunk/dyn3d/guide.f revision 91 by guez, Wed Mar 26 17:18:58 2014 UTC trunk/dyn3d/Guide/guide.f revision 254 by guez, Mon Feb 5 10:39:38 2018 UTC
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1  MODULE guide_m  MODULE guide_m
2    
3    ! From dyn3d/guide.F, version 1.3 2005/05/25 13:10:09    ! From dyn3d/guide.F, version 1.3, 2005/05/25 13:10:09
4    ! and dyn3d/guide.h, version 1.1.1.1 2004/05/19 12:53:06    ! and dyn3d/guide.h, version 1.1.1.1, 2004/05/19 12:53:06
5    
6    IMPLICIT NONE    IMPLICIT NONE
7    
   REAL aire_min, aire_max  
   
8  CONTAINS  CONTAINS
9    
10    SUBROUTINE guide(itau, ucov, vcov, teta, q, masse, ps)    SUBROUTINE guide(itau, ucov, vcov, teta, q, ps)
11    
12      ! Author: F.Hourdin      ! Author: F. Hourdin
13    
14      USE comconst, ONLY: cpp, daysec, dtvr, kappa      USE comconst, ONLY: cpp, kappa
15      USE comgeom, ONLY: aire, rlatu, rlonv      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step
16      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step, iperiod      use conf_guide_m, only: guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, ini_anal, &
17      use conf_guide_m, only: conf_guide, guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, &           alpha_u, alpha_v, alpha_t, alpha_q
          ncep, ini_anal, tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, &  
          tau_min_t, tau_max_t, tau_min_q, tau_max_q, tau_min_p, tau_max_p, &  
          online  
18      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm
19      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff, presnivs      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff
20      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb
     USE inigrads_m, ONLY: inigrads  
     use massdair_m, only: massdair  
     use netcdf, only: nf90_nowrite, nf90_open, nf90_close, nf90_inq_dimid, &  
          nf90_inquire_dimension  
     use nr_util, only: pi  
     USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jm, ip1jmp1, jjp1, llmp1  
21      USE q_sat_m, ONLY: q_sat      USE q_sat_m, ONLY: q_sat
22      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
23      USE serre, ONLY: clat, clon      use writefield_m, only: writefield
     use tau2alpha_m, only: tau2alpha, dxdys  
24    
25      INTEGER, INTENT(IN):: itau      INTEGER, INTENT(IN):: itau
26        REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
27        REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
28    
29        REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
30        ! température potentielle
31    
32      ! variables dynamiques      REAL, intent(inout):: q(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
     REAL ucov(ip1jmp1, llm), vcov(ip1jm, llm) ! vents covariants  
     REAL, intent(inout):: teta(iim + 1, jjm + 1, llm) ! température potentielle  
     REAL q(iim + 1, jjm + 1, llm)  
     REAL, intent(out):: masse(ip1jmp1, llm) ! masse d'air  
33      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
34    
35      ! Local:      ! Local:
36    
37      ! variables dynamiques pour les reanalyses.      ! Variables dynamiques pour les réanalyses
     REAL, save:: ucovrea1(ip1jmp1, llm), vcovrea1(ip1jm, llm) !vts cov reas  
     REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales  
     REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales  
     REAL, save:: ucovrea2(ip1jmp1, llm), vcovrea2(ip1jm, llm) !vts cov reas  
     REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales  
     REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales  
     REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse  
   
     REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)  
     REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1), alpha_p(ip1jmp1)  
     REAL, save:: alpha_u(ip1jmp1), alpha_v(ip1jm)  
     REAL dday_step, toto, reste  
     real, save:: itau_test  
     INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea  
   
     INTEGER ilon, ilat  
     REAL factt, ztau(iim + 1, jjm + 1)  
   
     INTEGER ij, i, j, l  
     INTEGER ncidpl, status  
     INTEGER rcod, rid  
     REAL ditau, tau, a  
     INTEGER, SAVE:: nlev  
38    
39      ! TEST SUR QSAT      REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
40      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)      ! vents covariants r\'eanalyses
     real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)  
     REAL pres(iim + 1, jjm + 1, llm)  
41    
42      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm)
43      REAL unskap      ! potential temperture from reanalysis
     REAL tnat(iim + 1, jjm + 1, llm)  
44    
45      LOGICAL:: first = .TRUE.      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm)
     CHARACTER(len=10) file  
     INTEGER:: igrads = 2  
     REAL:: dtgrads = 100.  
46    
47      !-----------------------------------------------------------------------      REAL, save:: ucovrea2(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea2(iim + 1, jjm, llm)
48        ! vents covariants reanalyses
49    
50      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm)
51        ! potential temperture from reanalysis
52    
53      ! calcul de l'humidite saturante      REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm)
54    
55      forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps      INTEGER l
56      CALL massdair(p, masse)      REAL tau
57      CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)  
58      tnat = pk * teta / cpp      ! TEST SUR QSAT
59      unskap = 1. / kappa      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llm + 1)
60      pres = preff * (pk / cpp)**unskap      real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)
61      qsat = q_sat(tnat, pres)      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
62    
63      ! initialisations pour la lecture des reanalyses.      !-----------------------------------------------------------------------
     ! alpha determine la part des injections de donnees a chaque etape  
     ! alpha=1 signifie pas d'injection  
     ! alpha=0 signifie injection totale  
   
     IF (online /= - 1) THEN  
        IF (first) THEN  
           CALL conf_guide  
           file = 'guide'  
           CALL inigrads(igrads, rlonv, 180. / pi, -180., 180., rlatu, -90., 90., &  
                180. / pi, presnivs, 1., dtgrads, file, 'dyn_zon ')  
           PRINT *, '1: en-ligne, 0: hors-ligne (x=x_rea), -1: climat (x=x_gcm)'  
   
           IF (online==1) THEN  
              ! Constantes de temps de rappel en jour  
              ! 0.1 c'est en gros 2h30.  
              ! 1e10 est une constante infinie donc en gros pas de guidage  
   
              ! coordonnees du centre du zoom  
              CALL coordij(clon, clat, ilon, ilat)  
              ! aire de la maille au centre du zoom  
              aire_min = aire(ilon+(ilat - 1) * iip1)  
              ! aire maximale de la maille  
              aire_max = 0.  
              DO ij = 1, ip1jmp1  
                 aire_max = max(aire_max, aire(ij))  
              END DO  
              ! factt = pas de temps en fraction de jour  
              factt = dtvr * iperiod / daysec  
   
              CALL tau2alpha(3, iip1, jjm, factt, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)  
              CALL tau2alpha(2, iip1, jjp1, factt, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)  
              CALL tau2alpha(1, iip1, jjp1, factt, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)  
              CALL tau2alpha(1, iip1, jjp1, factt, tau_min_p, tau_max_p, alpha_p)  
              CALL tau2alpha(1, iip1, jjp1, factt, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)  
   
              CALL dump2d(iip1, jjp1, aire, 'AIRE MAILLe ')  
              CALL dump2d(iip1, jjp1, alpha_u, 'COEFF U ')  
              CALL dump2d(iip1, jjp1, alpha_t, 'COEFF T ')  
   
              ! Cas ou on force exactement par les variables analysees  
           ELSE  
              alpha_t = 0.  
              alpha_u = 0.  
              alpha_v = 0.  
              alpha_p = 0.  
              ! physic=.false.  
           END IF  
   
           itau_test = 1001  
           step_rea = 1  
           count_no_rea = 0  
           ncidpl = -99  
   
           ! itau_test montre si l'importation a deja ete faite au rang itau  
           ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux  
           if (guide_u) then  
              if (ncidpl.eq. - 99) rcod=nf90_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncidpl)  
           endif  
   
           if (guide_v) then  
              if (ncidpl.eq. - 99) rcod=nf90_open('v.nc',nf90_nowrite,ncidpl)  
           endif  
   
           if (guide_T) then  
              if (ncidpl.eq. - 99) rcod=nf90_open('T.nc',nf90_nowrite,ncidpl)  
           endif  
   
           if (guide_Q) then  
              if (ncidpl.eq. - 99) rcod=nf90_open('hur.nc',nf90_nowrite, ncidpl)  
           endif  
   
           IF (ncep) THEN  
              status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)  
           ELSE  
              status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)  
           END IF  
           status = nf90_inquire_dimension(ncidpl, rid, len=nlev)  
           PRINT *, 'nlev', nlev  
           rcod = nf90_close(ncidpl)  
           ! Lecture du premier etat des reanalyses.  
           CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &  
                masserea2, nlev)  
           qrea2 = max(qrea2, 0.1)  
   
           ! Debut de l'integration temporelle:  
        END IF ! first  
   
        ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:  
   
        ditau = real(itau)  
        dday_step = real(day_step)  
        WRITE (*, *) 'ditau, dday_step'  
        WRITE (*, *) ditau, dday_step  
        toto = 4 * ditau / dday_step  
        reste = toto - aint(toto)  
   
        IF (reste==0.) THEN  
           IF (itau_test==itau) THEN  
              WRITE (*, *) 'deuxieme passage de advreel a itau=', itau  
              STOP  
           ELSE  
              vcovrea1 = vcovrea2  
              ucovrea1 = ucovrea2  
              tetarea1 = tetarea2  
              qrea1 = qrea2  
   
              PRINT *, 'LECTURE REANALYSES, pas ', step_rea, 'apres ', &  
                   count_no_rea, ' non lectures'  
              step_rea = step_rea + 1  
              itau_test = itau  
              CALL read_reanalyse(step_rea, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, &  
                   qrea2, masserea2, nlev)  
              qrea2 = max(qrea2, 0.1)  
              factt = dtvr * iperiod / daysec  
              ztau = factt / max(alpha_t, 1E-10)  
              CALL wrgrads(igrads, 1, aire, 'aire ', 'aire ')  
              CALL wrgrads(igrads, 1, dxdys, 'dxdy ', 'dxdy ')  
              CALL wrgrads(igrads, 1, alpha_u, 'au ', 'au ')  
              CALL wrgrads(igrads, 1, alpha_t, 'at ', 'at ')  
              CALL wrgrads(igrads, 1, ztau, 'taut ', 'taut ')  
              CALL wrgrads(igrads, llm, ucov, 'u ', 'u ')  
              CALL wrgrads(igrads, llm, ucovrea2, 'ua ', 'ua ')  
              CALL wrgrads(igrads, llm, teta, 'T ', 'T ')  
              CALL wrgrads(igrads, llm, tetarea2, 'Ta ', 'Ta ')  
              CALL wrgrads(igrads, llm, qrea2, 'Qa ', 'Qa ')  
              CALL wrgrads(igrads, llm, q, 'Q ', 'Q ')  
   
              CALL wrgrads(igrads, llm, qsat, 'QSAT ', 'QSAT ')  
   
           END IF  
        ELSE  
           count_no_rea = count_no_rea + 1  
        END IF  
   
        ! Guidage  
        ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses  
   
        IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'  
   
        ditau = real(itau)  
        dday_step = real(day_step)  
   
        tau = 4 * ditau / dday_step  
        tau = tau - aint(tau)  
   
        ! ucov  
        IF (guide_u) THEN  
           DO l = 1, llm  
              DO ij = 1, ip1jmp1  
                 a = (1. - tau) * ucovrea1(ij, l) + tau * ucovrea2(ij, l)  
                 ucov(ij, l) = (1. - alpha_u(ij)) * ucov(ij, l) + alpha_u(ij) * a  
                 IF (first .AND. ini_anal) ucov(ij, l) = a  
              END DO  
           END DO  
        END IF  
   
        IF (guide_t) THEN  
           DO l = 1, llm  
              do j = 1, jjm + 1  
                 DO i = 1, iim + 1  
                    a = (1. - tau) * tetarea1(i, j, l) + tau * tetarea2(i, j, l)  
                    teta(i, j, l) = (1. - alpha_t(i, j)) * teta(i, j, l) &  
                         + alpha_t(i, j) * a  
                    IF (first .AND. ini_anal) teta(i, j, l) = a  
                 END DO  
              end do  
           END DO  
        END IF  
   
        IF (guide_q) THEN  
           DO l = 1, llm  
              do j = 1, jjm + 1  
                 DO i = 1, iim + 1  
                    a = (1. - tau) * qrea1(i, j, l) + tau * qrea2(i, j, l)  
                    ! hum relative en % -> hum specif  
                    a = qsat(i, j, l) * a * 0.01  
                    q(i, j, l) = (1. - alpha_q(i, j)) * q(i, j, l) &  
                         + alpha_q(i, j) * a  
                    IF (first .AND. ini_anal) q(i, j, l) = a  
                 END DO  
              end do  
           END DO  
        END IF  
   
        ! vcov  
        IF (guide_v) THEN  
           DO l = 1, llm  
              DO ij = 1, ip1jm  
                 a = (1. - tau) * vcovrea1(ij, l) + tau * vcovrea2(ij, l)  
                 vcov(ij, l) = (1. - alpha_v(ij)) * vcov(ij, l) + alpha_v(ij) * a  
                 IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a  
              END DO  
              IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a  
           END DO  
        END IF  
64    
65         first = .FALSE.      IF (itau == 0) THEN
66      end IF         ! Lecture du premier état des réanalyses :
67           CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
68           qrea2 = max(qrea2, 0.1)
69    
70           if (ini_anal) then
71              IF (guide_u) ucov = ucovrea2
72              IF (guide_v) vcov = vcovrea2
73              IF (guide_t) teta = tetarea2
74    
75              IF (guide_q) then
76                 ! Calcul de l'humidité saturante :
77                 forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
78                 CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
79                 q = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa)) &
80                      * qrea2 * 0.01
81              end IF
82           end if
83        END IF
84    
85        ! Importation des vents, pression et temp\'erature r\'eels :
86    
87        ! Nudging fields are given 4 times per day:
88        IF (mod(itau, day_step / 4) == 0) THEN
89           vcovrea1 = vcovrea2
90           ucovrea1 = ucovrea2
91           tetarea1 = tetarea2
92           qrea1 = qrea2
93    
94           CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
95           qrea2 = max(qrea2, 0.1)
96    
97           if (guide_u) then
98              CALL writefield("ucov", ucov)
99              CALL writefield("ucovrea2", ucovrea2)
100           end if
101    
102           if (guide_t) then
103              CALL writefield("teta", teta)
104              CALL writefield("tetarea2", tetarea2)
105           end if
106    
107           if (guide_q) then
108              CALL writefield("qrea2", qrea2)
109              CALL writefield("q", q)
110           end if
111        END IF
112    
113        ! Guidage
114    
115        tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
116    
117        ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
118    
119        IF (guide_u) forall (l = 1: llm) ucov(:, :, l) = (1. - alpha_u) &
120             * ucov(:, :, l) + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) + tau &
121             * ucovrea2(:, :, l))
122    
123        IF (guide_v) forall (l = 1: llm) vcov(:, :, l) = (1. - alpha_v) &
124             * vcov(:, :, l) + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) + tau &
125             * vcovrea2(:, :, l))
126    
127        IF (guide_t) forall (l = 1: llm) teta(:, :, l) = (1. - alpha_t) &
128             * teta(:, :, l) + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) + tau &
129             * tetarea2(:, :, l))
130    
131        IF (guide_q) THEN
132           ! Calcul de l'humidité saturante :
133           forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
134           CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
135           qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
136    
137           ! humidité relative en % -> humidité spécifique
138           forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
139                + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
140                + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
141        END IF
142    
143    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
144    
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